感抗是电感线圈的特性,它抵抗通过它的交流电(AC)的变化,类似于电阻对直流电(DC)的反作用。
我们已经研究了连接到直流电源的电感器的行为,希望现在我们知道当直流电压施加在电感器上时,通过它的电流的增长不是即时的,而是由电感器自感决定的或反电动势值。
我们还看到电感器电流继续上升,直到在五个时间常数后达到其最大稳态条件。流过电感线圈的最大电流仅受线圈绕组电阻部分的限制(以欧姆为单位),正如我们从欧姆定律所知,这由电压与电流之比V/R决定。
感抗的由来
交流电路中流过线圈的电流的阻力
取决于电路的交流电阻,通常称为阻抗(Z)。但是电阻总是与直流电路相关联,因此通常使用术语电抗来区分直流电阻和交流电阻。由于我们感兴趣的元件是电感,因此电感的电抗称为“感抗”。换句话说,在交流电路中使用的电感器电阻称为感抗。
XL的感抗是交流电路中反对电流变化的特性。在纯电感交流电路中,情况恰恰相反,电流IL“滞后”施加的电压90o或(π/2弧度)。
交流电感相量图
这些电压和电流波形表明,对于纯电感电路,电流滞后电压90度。同样,我们也可以说电压超前电流90°。无论哪种方式,一般表达式都是电流滞后,如矢量图所示。这里显示的电流矢量和电压矢量错开90度。电流滞后于电压。
我们可以将任意时间点的电流值定义为:
其中:ω的单位是弧度每秒,t的单位是秒。
感抗
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从上面的感抗方程式可以看出,如果频率或电感中的任何一个增加,总的感抗值也会增加。随着频率接近无穷大,电感器电抗也会增加到无穷大,就像开路一样。
然而,当频率接近零或直流时,电感器电抗会减小到零,就像短路一样。这意味着感抗与频率“成正比”。
换言之,感抗随频率增加而增加,导致XL在低频时较小,而XL在高频时较高,如下图所示:
举例
电感mH和零电阻的线圈跨接在V、50Hz电源上。计算线圈的感抗和流过线圈的电流。
解题思路:电压除以电抗(感抗)